علوم تجربي

  بخش اول – ماده و تغييرات آن

تغيير و انواع آن:

مي دانيد كه ذوب شدن يخ يعني تبديل يخ جامد به آب مايع نمونه اي از تغيير در حالت ماده است اين تغيير، از آب در حالت جامد (يخ) آغاز به آب در حالت مايع پايان مي يابد.
تصوير زير، شيوه ي قرارگرفتن مولكول هاي آب در دو حالت جامد و مايع چه تفاوت هايي با هم دارند؟

درك وقوع يك تغيير هميشه به اين سادگي نيست ممكن است با تغييرويژگي هاي ديگري از ماده همراه باشد. به اين ويژگي ها خواص ماده گفته مي شود.
خواص ماده بر دو نوعند. خواص فيزيكي و خواص شيميايي.

  خواص فيزيكي و تغيير فيزيكي:

هنگامي كه يك ورق كاغذ پاره مي شود تنها ابعاد آن (يكي از خواص فيزيكي آن ورقه ي كاغذي) تغيير مي كند. در اين هنگام مي گوئيم كه ورقه ي كاغذ تغيير فيزيكي كرده است. در اين تغيير،جنس ورقه تغييري نمي كند. يعني كاغذ به ماده ي ديگري تبديل نمي شود.

فكر كنيد :
در اين متن به چند خاصيت فيزيكي گوگرد مشاهده شده است،‌با كشيدن خط زير هر خاصيت آن ها را مشخص كنيد:
«گوگرد جامد شكننده زردرنگي است كه در دماي 119ºC ‌ذوب مي شود و در دماي 445ºC به جوش مي آيد. اين نافلز جريان برق را از خود عبور نمي دهد وارد آب حل نمي شود» .

فكر كنيد :
آيا مي توان تغيير فيزيكي را به تغيير در شيوه ي قرارگرفتن ذره هاي سازنده يك ماده در كنار هم نسبت دارد؟
چون در تغيير فيزيكي خود ذرات هيچ تغيري نمي كند، بلكه جنبش و سرعت آن ها نسبت به همديگر تغيير مي كند.  

  خواص شيميايي و تغيير شيميايي:

اگر با پاره شدن ورقه ي كاغذ جنس آن تغيير نمي كند ولي با سوزاندن آن، كاغذ به ماده ي تازه اي تبديل مي شود كه ديگر كاغذ خواص اوليه را ندارد. در اين حالت كاغذ دچار يك تغيير شيميايي شده است. تغييري كه طي آن از يك يا چند ماده، ماده يا مواد شيميايي تازه اي بوجود مي آيد.

خواص شيميايي يك ماده به مجموعه خواص گفته مي شود كه تمايل يا عدم تمايل آن ماده براي شركت در تغيير شيميايي بيان مي كند. .

فكر كنيد :
درهر مورد با بيان علت ،‌تغييرهاي شرح داده شده را در دو دسته ي فيزيكي و شيميايي قرار دهيد.

  فكر كنيد :
1 – كداميك از واژه هاي زير براي بيان تغيير فيزيكي و كداميك براي معرفي تغيير شيميايي بكار مي روند.

خردكردن ، ساييدن ، ذوب شدن ، تبخير شدن ، آسياب كردن----> تغيير فيزيكي
فاسد شدن ، زنگ زدن، سوزاندن ----> تغيير شيميايي  

  2- براي شمع سه خاصيت فيزيكي و يك خاصيت شيميايي مثال بزنيد.

خاصيت شيميايي :‌به آساني مي سوزد خاصيت فيزيكي: جامد است – براثر گرما ذوب مي شود – رنگ آن معمولاً سفيد مايل به زرد است.  

  3- آيا مي توانيد تغيير شيميايي را به تغيير در ساختار ذره هاي سازنده ي ماده نسبت داد ؟ با توجه به شكل زير پا سخ خود را توضيح دهيد

بله،‌چون مولكول هاي سه اتمي گاز NO₂ قهوه اي رنگ وقتي سرد مي شود به مولكول هاي چهار اتمي N₂O₄ بي رنگ است تبديل مي شود پس چون ساختار مولكولي عوض شده تغيير شيميايي است.  

  نشانه هاي تغيير شيميايي:

مي دانيد كه تغيير به دو صورت فيزيكي و شيميايي به وقوع مي پيوندد. اما چگونه مي توان اين دو نوع تغيير را از يكديگر متمايز كرد؟
با اجراي يك آزمون ساده و به كمك نشانه هاي شيميايي مي توان برخي مواد را شناسايي كرد، براي نمونه با برخي آزمايشها مي توان (آزمايش ص 7 كتاب) به وجود مس، نشاسته و كربن و دي اكسيد پي برد. به اين آزمايش هاي ساده آزمون شيميايي مي گويند.

 

  فكر كنيد :
معلوم كنيد كه در هر مورد تغيير توضيح داده شده فيزيكي يا شيميايي است؟ آيا با اطلاعات داده شده مي توان به اين پرسش پاسخ داد؟ چرا؟

1- يك مايع بي رنگ بر اثر گرم شدن به مرور ناپديد مي شود.
فيزيكي : چون تبخير شده است

2 – يك مايع سرد مي شود و جامدي در ظرف ته نشين مي شود.
فيزيكي :‌چون وقتي سرد مي شود مقداري از مواد محلول آن رسوب مي كند

3 – يك ماده ي جامد آبي رنگ در آب حل مي شود و آب را به رنگ آبي درمي آورد.
فيزيكي : چون ماده در آب حل شده است.

4 – يك ماده جامد آبي رنگ مي شود و بوي تندي به مشام مي رسد.
اطلاعات كامل نيست. زيرا ممكن است اين مايع وقتي به بخار تبديل مي شود بوي تند و تيز باشد يا ممكن است اين مايع بر اثر گرما با يك ماده ديگر واكنش شيميايي انجام داده باشد و بوي تند و تيز ايجاد كند.  

  اجزاي يك تغيير شيميايي:

در هر تغيير شيميايي ماده يا مواد تازه اي بوجود مي آيد. به اين ماده يا مواد جديد فرآورده هاي تغيير شيميايي مي گويند . هنگامي كه مقداري گوگرد و آهن با يكديگر واكنش نشان مي دهند آهن سولفيد بدست مي آيد. آهن سولفيد فرآورده اين تغيير شيميايي است. موادي كه آغاز كننده تغيير شيميايي هستند. واكنش دهنده ها يا واكنش گرها گفته مي شوند. در مثال ياد شده آهن گوگرد واكنش دهنده هستند.

با كمك يك معادله نوشتاري مي توان رابطه ي ميان واكنش دهنده ها و فرآورده ها در يك تغيير شيميايي را نشان داد. براي نمونه به معادله ي نوشتاري واكنش ميان آهن و گوگرد توجه كنيد:
آهن+ گوگرد(واكنش دهنده ها)----> آهن سولفيد(فرآورده)